怎樣開展三維設計教學活動
北京市第五十中學分校 張廣春
今年5月，我校承擔了高中課程改革通用技術學科三維設計實驗項目。作為項目組中的一員，我的主要任務是如何利用國產中望3D軟件講授三維設計課程。在這個過程中，學到了很多東西，也有一些自己的體會和經驗，在此和大家做一個簡單的分享。
一、勤學多練，提升自我
記得第一次接觸三維設計應該是在2012年的暑假。當時，東城區教育研修學院聯合中望軟件舉辦了一次通用技術教師培訓。通過幾天的學習，我對中望3D這款軟件有了一定的了解。但就使用而言，可能是由于剛剛接觸，還沒有完全入門吧，真的可以說是只停留在跟隨培訓老師完成操作的層面上。
出于對三維設計的熱愛，也是為了提升自己，我在今年3月再次參加了區研修學院組織的三維設計繼續教育。就是在這個過程中我接到了這個項目，我當時也是有很大的壓力，畢竟自己還處于學習階段，對于開展相關教學，更是覺得無從下手，可以說是一個門外漢。但是我深知“要想給學生一杯水，你就必須要有一桶水”的道理。于是我在之后的繼續教育中聽講格外認真，不僅跟著中望3D培訓老師一步一步地做，還把重要的操作及時地記錄下來。不僅如此，平時的工作和生活中我也會拿出一些時間，把之前做過的作業，對照文檔和筆記再做上幾遍，力爭做到熟記于心。
二、精心備課，及時反思
每次上課前幾天我都會拿到中望軟件公司提供的技術文檔，簡單來說就是一個產品的制作步驟。在上課前，我會認認真真地把上課要做的產品反反復復做上好幾遍。在做的過程中，一方面是看看哪里有不明白的，及時向中望3D的工程師或者是研修學院高勇老師請教，另一方面自己思考每一個步驟有沒有其他的制作方法。
在授課形式上，我們采用的是由我來主講，高勇老師和李世維老師做為學科專家來聽課，指導我教學。另外，中望公司會派一位3D工程師必要時提供技術支持。
考慮到高一學生沒有相關基礎，我們選擇制作的第一個產品是難度相對較小，步驟相對較少的“鍋蓋架”(如圖1示)。
圖1鍋蓋架
在這次教學過程中，我主要是一步一步帶著學生完成。可能是由于初次接觸，學生的進展沒有我預想的快，用了兩次課才完成。過程中我發現經常有學生需要教師或工程師指導。課后我也及時反思，分析出了其中的原因，一是學生覺得老師講的有點快，所以做的時候記不住，二是學生在出現錯誤時不知道如何修改。
制作鍋蓋架過程中的照片（如圖2-圖5所示）：
圖2 學生在制作鍋蓋架
圖3 學生在制作鍋蓋架
圖4 高勇老師指導學生完成鍋蓋架
圖5 授課教師指導學生完成鍋蓋架
第二次的作品我們選擇的是步驟較少，但難度略有增加的“魚形CD架” (如圖6所示)。
圖6 魚形CD架
圖7 魚形CD架的技術文檔
在這個產品的制作時，針對上次的問題我及時調整。首先，放慢講授速度，下發技術文檔（如圖7所示）。有了技術文檔，即使個別學生沒聽清楚，也可以自行查閱。其次，為了使學生看得更清楚，在演示時我采用廣播屏幕的形式。再次，在個別步驟有針對性地講解為什么這么操作，不這樣做會有什么麻煩。這樣一來，學生更容易跟上老師的步伐，而且出現錯誤的情況也少了很多。
制作魚形CD架過程中的照片（如圖8-圖9所示）：
圖8 教師進行廣播教學
圖9 學生查看技術文檔
三、自主學習，個別指導
第三次的作品我們選擇的是的“床頭柜”(如圖10所示)。經歷了之前兩個產品的制作，這次作品的制作難度并不大，難點在于后期的裝配部分。
圖10床頭柜
在學習這部分時，我發現學生已經逐漸進入三維設計的學習狀態，從課堂表現來看，有些同學的操作技能已經達到了一定的水平。此時我便改變教學策略，只講解其中幾個重點步驟，其余步驟讓學生對照技術文檔繼續完成。這樣不僅學生可以培養自主學習的能力，還可以讓做的快的學生繼續往下做。
當然，過程中如果個別同學有問題，我和技術人員都會進行個別指導，存在問題較多的步驟我會集中講解。
制作床頭柜過程中的照片（如圖11-圖12所示）：
圖11 學生對照技術文檔自主學習
圖12 張大鵬工程師對學生進行指導
四、學生互助，步入正軌
經歷了之前三個產品的制作，學生使用軟件的能力得到大幅提升，而教學方面也可以說我們已經步入了正軌。隨后的課時里我們還相繼制作了“連接筆”(如圖13所示)和“大鼓桌椅”(如圖14所示)。
圖13 連接筆
圖14 大鼓桌椅
在教學策略上，我們除了延續之前的方法，還讓做得快的學生對周圍的同學進行指導，在幫助同學解決難題的同時自己也得到了鞏固。如果問題集中在某個步驟，我會選擇一些做得比較好的學生，讓他們到前面一邊講解一邊演示自己的制作方法。經過幾個人的分享，大家腦子里的思路又多了很多，完成起來更加從容，同時，對于到前面展示的學生也是一次提升語言表達的能力的機會。
制作“大鼓桌椅”和“連接筆”過程中的照片（如圖15-圖18所示）：
圖15 何思佳同學指導同學完成制作
圖16 石潤甫同學分享自己的方法
圖17 都宵同學分享自己的方法
圖18 學生在制作連接筆
五、創新思維，擇優打印
隨著教學步入正軌，我們也開始關注學生的想法和需求。通過課下和學生交流，我們發現學生有兩方面的需求：一是希望能在一定要求范圍內自己設計產品；二是希望把設計好的作品用3D打印機打印出來。
為了滿足學生的需求，同時培養學生的創新思維，我在聽取了高勇老師的建議后給學生布置了創意設計作業，讓學生以小組為單位分別是設計校徽、學校的沙盤、承重橋等。
部分學生設計作品的截圖（如圖19-圖24所示）：
圖19 承重橋1
圖20 承重橋2
圖21 校徽1
圖22 校徽2
圖23 學校沙盤
圖24 學校大門
對于學生設計的作品，我們會擇優進行打印。
打印出來的部分學生作品（如圖25-圖30所示）：
圖25 校徽1 圖26 校徽2
圖27 校徽3 圖28 家庭布局
圖29 學校大門
圖30 承重橋
在此，順便介紹下我校現有設備情況：一臺makerbot replicator 2X(如圖31所示)，兩臺da Vinci 1.0(如圖32所示)和三臺UP plus(如圖33所示)。
圖31 makerbot replicator 2X 圖32 da Vinci 1.0
圖33 UP plus
六、成果展示，規劃未來
隨著項目進入尾聲，今年10月我校還將舉辦三維設計課程實驗項目現場會。在會上我們將對學生的創意作品進行分組展示，同時讓每組找一位代表介紹下自己組作品的創意點，談談學習三維設計課程過程中的收獲和體會。
本學期，我校除了以社團的形式在高中繼續開設三維設計課程外，還會在初中一年級全員開設本課程。在高中社團部分，由于有5名學生一直在參與之前的項目，讓他們以老帶新，以助教的形式幫助新成員。
以上是本人在開展三維設計課程中的一些做法和想法，希望能給其他老師帶來一些幫助，如有不足之處敬請批評指正。最后，感謝在此過程中一直給予我很大幫助的東城區教育研修學院的高勇老師和李世維老師，還要感謝中望軟件各位工程師提供的技術支持。
本文內容僅代表作者本人觀點，與i3DOne社區無關。
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更新時間：2022-12-27
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